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Trasferimenti Interplanetari a Bassa Spinta Tramite Varietà Invarianti e Neurocontrollori Evolutivi

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7 non è facilmente determinabile se si vogliono soddisfare i vincoli e gli obbiettivi. Sono necessarie molte iterazioni da parte di un esperto di analisi di missione per fornire una soluzione di primo tentativo in grado di effettuare con successo il trasferimento. La successiva ottimizzazione non si allontana molto dalla prima first guess, con il risultato di ottenere un ottimo locale. Per migliorare la situazione il controllo della spinta è stato affidato a reti neurali con apprendimento evolutivo. Questo è un campo di ricerca relativamente recente, in particolare Dachwald [8] ha utilizzato una rete di neuroni statici per controllare la spinta durante trasferimenti interplanetari con satelliti spinti da vele solari. L’obbiettivo del presente lavoro è generare in maniera semiautomatica una soluzione di primo tentativo il più possibile vicina all’ottimo globale. Per fare questo si utilizza un neurocontrollore dinamico ad apprendimento evolutivo, nel senso che i parametri fondamentali della rete di neuroni sono forniti da un algoritmo genetico. Un algoritmo a base stocastica il cui comportamento simula quello dell’evoluzione degli esseri viventi. Sopravvivono e si riproducono solo gli individui più adatti alla situazione. Questo approccio dovrebbe analizzare tutto lo spazio delle soluzioni trovando l’ottimo globale, a questo punto della sperimentazione non si ha la pretesa di trovare la soluzione che descrive l’ottimo globale, ma solo una soluzione accettabile in modo semiautomatico. La mole di lavoro necessaria per la progettazione e l’apprendimento del neurocontrollore viene sfruttata solo in parte se ci si limita alla determinazione a terra dell’orbita. Si sono fatte considerazioni e prove numeriche per ipotizzare l’integrazione del neurocontrollore a bordo del satellite. Nel primo capitolo si presenta una breve introduzione ai sistemi dinamici non lineari. Si espone il Problema Ristretto dei Tre Corpi con particolare attenzione alle equazioni del moto nel sistema di riferimento sidereo e alle considerazioni che hanno portato alla definizione del sistema di riferimento sinodico. Si prosegue descrivendo i vantaggi derivanti dalla adimensionalizzazione delle variabili implicate e con l’introduzione di un integrale del moto: la costante di Jacobi. Si analizzano le curve di Hill, o curve a zero velocità, e le zone in cui è consentito il moto di un satellite con un certo valore della costante di Jacobi. La descrizione di cinque soluzioni particolari, cinque punti di equilibrio detti Lagrangiani, si completa con l’analisi della stabilità degli stessi. Tramite un processo di linearizzazione si identifica la natura delle varietà invarianti associate a detti punti. Il discorso viene allargato alle orbite periodiche che si sviluppano intorno ai punti collineari, alla loro instabilità e alla matrice di monodromia come strumento indispensabile per trovare le varietà associate ad ogni punto dell’orbita. Sono infine presentate alcune caratteristiche interessanti di dette varietà, in particolare, quella di separare nettamente lo spazio delle fasi in due zone. I punti appartenenti ad una zona generano traiettorie passanti, quelli appartenenti all’altra orbite non passanti. Alla fine del capitolo vengono presentate la sezione di Poincaré e l’intersezione delle varietà di pianeti diversi, strumenti utilizzati per trasferimenti interplanetari con motori a spinta impulsiva. L’ultimo paragrafo introduce i trasferimenti studiati nella Tesi (archi propulsi) presentando la variazione delle equazioni del moto propulso con l’integrazione del termine di controllo. Dopo aver introdotto la teoria alla base del problema si descrivono nel corso del secondo capitolo gli strumenti necessari ad effettuare il trasferimento vero e proprio,
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Trasferimenti Interplanetari a Bassa Spinta Tramite Varietà Invarianti e Neurocontrollori Evolutivi

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Informazioni tesi

  Autore: Francesco Cremaschi
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2003-04
  Università: Politecnico di Milano
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Aerospaziale
  Relatore: Massimiliano Vasile
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 71

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Parole chiave

algoritmo genetico
archi propulsi
ctrnn
interplanetari a bassa spinta
invarianti
jimo
lune galileiane di giove
moti balistici
neurocontrollori evolutivi

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